Kioxia pracuje na 7bitových NAND Flash, zatím fungují jen v laboratoři

Dnes bereme jako standard paměti TLC NAND Flash ukládající tři bity do jedné buňky a levnější SSD už nějaký ten pátek využívají paměti QLC se čtyřmi bity. Zásadní problém, který v podstatě představuje pro další zvyšování počtu bitů v buňkách konečnou, je vztah mezi zvyšující se kapacitou a počtem stavů, který musí být v buňce zaznamenán.

 

Jde tu jednoduše o to, že paměti PLC (pět bitů) nám oproti QLC nabídnou už jen o čtvrtinu vyšší kapacitu a s každým dalším zvýšením bitů se tento procentuální nárůst dále snižuje. Co se naopak prudce zvyšuje, je počet stavů náboje v buňce, který je vyjádřen prostou mocninou dvojky. Pro QLC tak platí 2⁴ a pro PLC již 2⁵, čili je zřejmé, že takové zvyšování kapacity pamětí není dlouhodobě únosné. Výrobci sami ostatně sázejí spíše na postupně rostoucí počet vrstev paměťových buněk v samotných čipech. 

 

 

Na druhou stranu, skok ze tří či čtyřbitových pamětí rovnou na sedmibitové je ještě zajímavý, i když to pochopitelně znamená, že buňky musí zaznamenávat 2⁷, čili 128 úrovní náboje oproti 8 (TLC) či 16 (QLC). Dnešní paměti toho nejsou schopny a Kioxia nyní hledá materiály a postupy, které umožní takové množství úrovní náboje v pamětech rozeznat, a to pochopitelně spolehlivě. Svůj pokrok ohlásila na International Memory Workshop 2022 (IMW 2022).

 

Dle serveru PC Watch se tu využily paměti, jejichž tranzistorové buňky jsou založeny na monokrystalickém kanálu, který byl stvořen epitaxiálním růstem. Oproti polykrystalickému křemíku má takový materiál nižší elektrický odpor a nižší jsou i ztráty a šum při čtení. Zkrátka a dobře, vše je tu podřízeno tomu, aby elektronový náboj byl jasně čitelný v potřebných 128 úrovních. 

 

Takové paměti ale dosud nefungují při běžných podmínkách. Pro účely stabilizace materiálu a vůbec dosažení vhodných podmínek musí Kioxia takové paměti chladit pomocí tekutého dusíku (-196 °C), díky čemuž ani není potřeba moc vysoké napětí a značně se omezuje efekt opotřebení buněk, který patří mezi dobře známé neblahé efekty provázející zvyšování počtu bitů na buňku. 

 

Nejde tu navíc jen o paměti, neméně důležitý je také jejich kontroler, na němž teprve bude rozeznání správné úrovně náboje, a tedy i obsahu paměťové buňky. Už dnes jsou přitom takové kontrolery velice složité a začínají být i náročné na spotřebu, takže je otázka, zda vývoj 7bitových pamětí vůbec dospěje do stavu, kdy budou využitelné v koncových produktech a skutečně se vyplatilo jejich 40% zvýšení kapacity (oproti QLC).